9 Властивості рівномірно збіжних рядів

• Якщо члени функціонального ряду є неперервними функціями на деякому інтервалі і ряд рівномірно збігається на цьому інтервалі, то його сума неперервна на цьому ж інтервалі.

• Функціональний ряд, який є рівномірно збіжним на деякому інтервалі, можна почленно інтегрувати на цьому інтервалі.

Тобто, якщо - рівномірно-збіжний на , інтервал , то

• Нехай члени ряду - неперервно диференційовані функції на інтервалі , ряд складений з похідних - є рівномірно збіжний на проміжку . Якщо при цьому вихідний ряд є збіжний хоча б в одній точці то він є:

а) рівномірно збіжний на інтервалі ;

б) його сума являє собою неперервно диференційовну функцію на інтервалі ;

в) ряд допускає почленне диференціювання, тобто похідна суми ряду дорівнює сумі похідних його членів.

10 Степеневі ряди.

Означення: Функціональний ряд вигляду називається степеневим рядом в околі точки .

Перша теорема Абеля: Якщо степеневий ряд збігається при , то він абсолютно збігається і при всіх значеннях , таких що .

Доведення:

Якщо ряд - збігається, то , отже члени цього ряду є обмеженими величинами. В той же час , де .

Скориставшись мажорантно-мінорантною ознакою порівняння, можемо стверджувати, що ряд - є збіжним, оскільки він мажорується за абсолютною величиною сумою членів нескінченно спадної геометричної прогресії.

Радіус збіжності: Для кожного степеневого ряду знайдеться число , таке що ряд є збіжним при і розбіжним при , яке називається радіусом збіжності степеневого ряду.

Інтервал збіжності: Як випливає з попереднього, для знаходження області збіжності степеневого ряду досить визначити його радіус збіжності, і дослідити збіжність ряду у точках , .

11 Властивості степеневих рядів.

• Сума степеневого ряду є неперервною ф-єю на інтервалі .

• Степеневий ряд усередині інтервалу збіжності можна почленно диференціювати.

• Степеневий ряд можна почленно інтегрувати на кожному відрізку, що міститься всередині інтервалу збіжності.

13 Ортогональна система функцій. Ряд Фур’є, коефіцієнти Фур’є, теорема Діріхле.

Означення: Тригонометричним рядом Фур’є на проміжку називається ряд вигляду : , причому , що є дійсними числами, називаються коефіцієнтами цього ряду або коефіцієнтами Фур’є, які визначаються за відповідними формулами:

Теорема Діріхлє: Якщо функція є періодична з періодом , на проміжку задовольняє умовам Діріхлє:

1. Кусково-неперервна на

2. Кусково-монотонна на

3. Обмежена на

Тоді її ряд Фур’є збігається в кожній точці відрізку. Його сума:

1. , якщо і є точкою неперервності ф-ї;

2. , якщо і є точкою розриву ф-ї;

3. 

14 Ряд Фур’є для парних і непарних ф-й.

Ряд Фур’є має вигляд . У випадку, якщо ф-я є парною або непарною ряд можна спростити наступним чином:

• якщо маємо парну ф-ю, то ряд розкладається за косинусами, тобто

• якщо маємо непарну ф-ю, то ряд розкладається за синусами, тобто

15 Ряд Фур’є для ф-ї періоду

Ряд Фур’є має вигляд .

Якщо ф-я задана на проміжку від -1 до 1, то у випадку виконання умов Діріхлє вона може бути представлена сумою ряду:

, де